Вопросы экологии и энергосбережения в школьном курсе физики

Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха проводятся в городах Гомеле, Мозыре, Речице, Жлобине и Светлогорске. В течение года неустойчивая экологическая ситуация наблюдалась в отдельных районах Гомеля (ул. Барыкина), Мозыря (ул. Притыцкого) и Речицы (ул.Молодежная). Загрязнение воздуха в этих городах определялось повышенными концентрациями формальдегида и суммарных твердых частиц. Результаты наблюдений в Жлобине и Светлогорске свидетельствовали о стабильном состоянии воздуха в контролируемых районах городов.

В воде основных рек, протекающих по территории области, Днепра, Припяти, Сожа и Березины - регулярно отмечалось повышенное содержание цинка, меди, марганца и железа общего. Реже фиксировались превышения ПДК по азоту аммонийному и нитритному, БПК5 и нефтепродуктам.

Доля торфяных почв под пашней в области превышает среднюю для Беларуси величину в 1,7 раза. Из них 2/3 приходится на маломощные торфяные почвы. Вместе с тем в Гомельской области нет районов с осушением более 30% их территории. Минеральные почвы, так же как и в Брестской области, подвержены дефляции.

Гомельская область является единственным в Беларуси регионом, где осуществляется добыча нефти. Для нее характерна специфическая проблема загрязнения окружающей среды в местах нефтедобычи.

На территории области находится крупный (второй по величине) полигон складирования промышленных отходов. Он представлен отвалами фосфогипса Гомельского химического завода. Вокруг полигона сформировалась зона загрязнения подземных вод на площади 0,5 тыс.га.

1.10 Гродненская область

Гродненская область располагается главным образом в пределах Белорусской возвышенной провинции холмисто-моренно-эрозионных и вторичноморенных ландшафтов в бассейне Немана. Плотность населения здесь находится на среднем для страны уровне - 44 чел./. Плотность сельского населения - 14 чел./.

Ведущими отраслями промышленности являются химическая и нефтехимическая, пищевая, а также машиностроение и металлообработка. Гродненское ОАО «Азот», так же как и ПО «Полимер» в Витебской области, относится к объектам первого класса химической опасности.

В двух контролируемых городах области (Гродно и Новогрудке) большую часть года состояние воздушного бассейна оценивалось как устойчиво хорошее. В отдельные периоды ухудшение ситуации наблюдалась в районах ул.Комбайнерская и ул.Соколовского в Гродно. Загрязнение воздуха в этих районах обусловливали повышенные концентрации аммиака, формальдегида и оксида углерода.

Вода Немана характеризовалась повышенным содержанием марганца, меди и железа общего в течение всего года. Периодически она была загрязнена азотом аммонийным, нефтепродуктами, легко окисляемыми органическими веществами и цинком, эпизодический - азотом нитритным.

Зона радиоактивного загрязнения занимает в области 5,4% площади. В ее границах проживает 20,4 тыс. чел.

Сельскохозяйственное освоение территории Гродненской области самое высокое в стране - 50,3%. Лесистость, наоборот, самая низкая - 33,9%. Сельскохозяйственные земли области отличаются наивысшей продуктивностью.

Размещение сельскохозяйственных угодий на возвышенностях Белорусской гряды обусловливает их высокую эрозионную опасность. Доля эродированных почв в Гродненской области самая большая в Беларуси и составляет 13,4%, что в 1,4 раза превосходит среднюю для страны величину.

1.11 Город Минск

Город Минск. По количеству населения и производственному потенциалу Минск превосходит каждую из областей. В городе проживает 18,7% населения страны и производится более 1/5 объема промышленной продукции. Около 60% ее приходится на продукцию машиностроения и металлообработки. Из остальных отраслей выделяются пищевая промышленность и электроэнергетика, которые вместе дают примерно пятую часть продукции.

Выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников в 2007 г. по сравнению с предыдущим годом уменьшились на 14%, а от передвижных увеличились на 3%. Суммарное же их количество практически не изменилось. Доля передвижных источников в валовых выбросах возросла до 85%.

Мониторинг атмосферного воздуха проводится в 12 районах города. В отдельные периоды нестабильная экологическая обстановка наблюдалась в районах автовокзала «Московский», ул. Тимирязева, ул. Радиальная, центральной части города и в микрорайоне Шабаны. Проблему загрязнения воздуха определяли повышенные концентрации диоксида азота, формальдегида и некоторых летучих органических соединений.

Характерными для крупного города являются физические факторы воздействия на окружающую среду, главным образом, шум и вибрация. Их источниками служат наземный транспорт, метрополитен, производственные объекты. В различных районах Минска в условиях акустического дискомфорта проживает от 20 до 40% населения.

Забор воды для нужд города уменьшился по сравнению с 2006 г. на 20%. Произошло это преимущественно за счет поверхностных источников, из которых он сократился на 30%, хотя и из подземных источников забор воды также снизился на 2,5%. Доля последних в общем объеме водозабора составила 60,8%.

В структуре водопотребления преобладающая часть воды (80%) расходовалась на хозяйственно-питьевые нужды. Удельное водопотребление снизилось за год на 8%. В расчете на одного городского жителя в сутки оно составило 273 л.

2. Состояние экологического образования и воспитания в школе

2.1 Зарубежный опыт и мировые тенденции в организации экологического образования

Разработка общих стратегий экологического образования и охраны природы, координация усилий различных стран в этой сфере осуществляется на уровне Организации Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО и ЮНЕП).

В 1968г. в Париже была созвана Межправительственная конференция ЮНЕСКО по рациональному использованию и охране ресурсов биосферы, принявшая обширную программу действий, названную "Человек и биосфера". В этой программе впервые был отмечен глобальный, общечеловеческий характер экологического образования. Важным этапом в развитии экологического образования в мире стала первая Межправительственная конференция по образованию в области окружающей среды, созванная ЮНЕСКО совместно с ЮНЕП ("Программа ООН по окружающей среде") в Тбилиси осенью 1977г., которая приняла всеобъемлющую стратегию развития образования в области окружающей среды на национальном уровне, а также выработала более 40 конкретных рекомендаций по совершенствованию экологического (природоохранительного) просвещения, применительно к разным стадиям образования и разным категориям населения.

Международное сотрудничество в области экологического образования было продолжено на конференциях в Найроби (1982г.), Бече (1983г.), Москве (1987г.) и др.

В целом, стратегической задачей ЮНЕСКО считает создание "глобальной сети образования". Необходимо, чтобы все школьные системы включали знакомство с глобальными проблемами, опасностями, которые угрожают человечеству, формировали понимание взаимосвязи между человеком, обществом и природой в планетарном масштабе.

Значительным фактором решения экологических проблем должно стать глобальное воспитание, которое предусматривает постановку экологических вопросов в центр всех учебных программ, начиная с детских дошкольных учреждений и кончая вузами, подготовкой учителей и управленческого аппарата. Стратегия прогресса опирается на интеграцию всеобщего экологического образования. "Наше выживание, защита окружающей среды могут оказаться лишь абстрактными понятиями, если мы не внушим каждому ребенку простую убедительную мысль: люди -это часть природы, мы должны любить наши деревья и реки, пашни и леса, как мы любим саму жизнь" (Майор Ф., 1990г.). В вопросах о стратегии экологического образования существует проблема его методической организации. Одни специалисты считают необходимым разработать отдельный предмет "Экология", который нужно вводить в содержание образования на различных уровнях, поскольку экологическое образование не эквивалентно биологическому, географическому и др., хотя и находится в тесной взаимосвязи. Другие утверждают, что более эффективной является "экологизация" всех учебных предметов, поскольку экологические проблемы носят глобальный, междисциплинарный характер. Принципиальным является вопрос, что должно стоять в центре внимания: "природная среда" или "мир природы". Без акцентирования экологического образования на "мире природы" не возможно комплексное решение проблемы экологического кризиса.

Существуют различные взгляды в ориентации экологического образования в аспекте приоритета формирования тех или иных подструктур экологического сознания.

1 тенденция характеризуется на формировании экологических представлений через экологическое просвещение населения, через усвоение экологических знаний.

2 тенденция характеризуется ориентацией на формирование экологических отношений.

3 тенденция характеризуется ориентацией на формирование подструктуры стратегий и технологий, человек должен уметь решать экологические проблемы в процессе практической деятельности.

Также следует выделить различия в тенденциях экологического образования в сильно индустриализированных и менее экономически развитых странах. Так, молодые люди в Англии, Голландии, Германии и др. странах Европы практически не представляют жизни вне городов: природа как таковая занимает очень мало места в их жизни. Соответственно, стали создаваться специфические программы, занимающиеся обучением на природе, где дети узнают как пахнет трава и что под пеньками есть специфическая жизнь насекомых и простейших. Здесь упор идет больше на прочувствование и ощущение, нежели на специфические биологические, географические или экологические знания. Это не касается подготовки специалистов-естественников. Здесь большой упор делается на знания и практическую работу.

Еще один компонент экополитический, где управленцев различных уровней учат принимать эколого-сбалансированные решения, учитывающие систему экологических рисков. В некоторых странах Запада науки об окружающей среде включают в себя не только понятия об охране природы, но и об охране исторического наследия (Hysterical preservation).

Другая особенность экологического образования в США и странах Европы - это существование научных лабораторий на базе университетов, наличие механизмов реализации научных идей и их разработок в жизнь. На базе работающего экологического законодательства, привлечение студентов к исследованиям и современным достижениям экологической науки. В Нидерландах, например, разработаны специальные экологические программы, предусматривающие информирование, обучение и совместные действия по охране окружающей среды таких групп населения, как потребители, производители, политики, государственные служащие, исследователи, которые направлены на улучшение экологической обстановки.

2.2 Подходы экологического образования

Методологическая основа экологического образования опирается на следующие подходы, исходящие из различий понимания экологического кризиса и путей выхода из него:

естественнонаучный - причина кризиса - в недостатке у людей знаний о природе, природных взаимосвязях и последствиях влияния человека на окружающую среду. Решение проблемы видится в обучении как можно большего числа людей экологическим знаниям через различные естественнонаучные дисциплины: биологию, физику, химию, географию и т.д.;

натуралистический - основная идея может быть сформулирована как "изучение природы на природе, а не через абстрактные теоретические знания";

глобально-биосферный - рассматривает экологический кризис как глобальное планетарное явление. Выход видится в понимании людьми сущности глобальных экологических проблем и политических решений, концентрирующих усилия мирового сообщества;

проблемный - рассматривает кризис как результат совокупного действия уже существующих экологических проблем: загрязнение окружающей среды, сокращение биоразнообразия, истощение природных ресурсов и т.п. Он нацелен на воспитание у людей "чувства дома" и ответственности за тех, кто рядом и преодоления конкретно существующих проблем. Решение проблемы видится в обучении людей конкретным навыкам по охране или восстановлению окружающей среды и развитию у них личной ответственности за свои действия;

ценностный - рассматривает экологический кризис как результат превалирования материальных интересов над духовными. Создание условий для того, чтобы люди нашли свой путь для воссоединения с жизнью и миром - одна из задач нового философского направления - "глубинной экологии";

культурно-цивилшационный - рассматривает проблему как системный кризис цивилизаций для решения которого нужно формировать очаги новой культуры. Он пропагандирует нормы поведения, наносящие наименьший ущерб природе (экономия воды, вторичное использование и т.д.). Он перекликается с принципами многих религиозных и философских учений. Констатирует, что решение экологических проблем невозможно без мира во всем мире, соблюдения прав человека и социальной справедливости.

Из всего этого многообразия подходов можно выделить два полярных. Это естественнонаучный подход, в рамках которого обучение проходит через знания по предметам: биология, химия, физики, география и т.д. Этот подход отражает видение экологического кризиса как недостаток знаний об экосистемах разного уровня, о влиянии на них человека, о взаимосвязях.

Ценностный подход рассматривает экологический кризис как результат превалирования материальных интересов над духовными. "Человек должен прочувствовать свое родство с природой, умерить свои потребности и развивать духовную сферу" - основная задача этого направления.

Главной целью экологического образования является формирование у учащейся молодежи и общества в целом экологического мировоззрения на основе единства научных и практических знаний ответственного и положительного эмоционально-ценностного отношения к своему здоровью, окружающей среде, улучшению качества жизни, удовлетворению потребностей человека.

Для достижения этой цели акцент учебного процесса должен быть сосредоточен на:

* формировании знаний, необходимых для понимания процессов, происходящих в системе "человек-общество-техника-природа", содействии решению локальных социально-экологических проблем;

* воспитании бережного отношения к природе и выработке активной гражданской позиции, основанной на чувстве сопричастности к решению социально-экологических проблем и ответственности за состояние окружающей среды;

* умении анализировать экологические проблемы и прогнозировать последствия деятельности человека в природе, способностей самостоятельного и совместного принятия и реализации экологически значимых решений.

2.3 Принципы экологического образования

Основными принципами экологического образования должны стать:

Принцип экологизации. С вступлением человечества впостиндустриальный период развития, экологизация образования представляется стратегически важным принципом общественного развития. Данный принцип рассматривает каждый объекта с точки зрения взаимосвязи и взаимовлияния. Экологизация образования - это сложный многогранный процесс, направленный на отражение в целях, содержании, методах, средствах и формах экологических проблем современности идей и понятий устойчивого развития. Это органичный процесс построения учебного предмета в контексте не только науки, сколько в культурно-историческом измерении. Подобный процесс направлен на разработку междисциплинарного, интердисциплинарного содержания обучения.

Принцип культурологичности. Обусловлен объективной связью человека с культурой как системой ценностей. Современная экология не может рассматриваться в отрыве от того социо-культурного фона, на котором она развивается. Именно поэтому в последнее время на первый план выходит культурообразующая составляющая содержания образования, в соответствии с которой при отборе знаний следует исходить из значения в формировании общей культуры подрастающего поколения, формирования гармоничного отношения к природе, обществу, самому себе и сознания ответственности перед обществом.

Принцип непрерывности и преемственности. Этот принцип означает, что экологическое образование должно пронизывать все звенья системы непрерывного образования. Формы организации жизни являются целостными системами, иерархически соподчиненными и последовательно включенными в цепь взаимосвязанных биологических систем: организмы включаются в структуру популяции и виды, популяции и виды - в экосистему, экосистемы - в биосферу. Знание взаимодействия основных живых систем подводит к всестороннему пониманию единой целостной картины жизни на Земле. Системно-целостное упорядочение современного курса экологии дает возможность обеспечить внутреннюю преемственность и логическую последовательность учебного материала на всех ступенях обучения.

Принцип интегративности является одним из ведущих принципов экологического образования, предусматривающий превращение экологии в междисциплинарную науку.

Ее положения широко исследуются в философии, экономике, психологии, других социальных и естественных науках. Комплексный подход к проблемам экологии выводит ее за рамки науки о живой природе. Несмотря на это, большинство авторов до сих пор продолжают рассматривать экологию только как научную биологическую основу охраны природы. Во многом это обусловлено тем, что до недавнего времени экология в силу ряда исторических причин развивалась лишь в рамках таких наук, как биология и география, где объектом ее изучения являлись связи между природными системами. Такое представление не удовлетворяет всех потребностей современного общества, поэтому необходим междисциплинарный подход, способствующий преодолению разобщенности учебных предметов и формированию более ясного представления об экологической реальности.

Интерактивные методы, как нельзя лучше позволяют решать поставленные перед экообразованием задачи: через активное совместное обсуждение, участие в деловых играх, приобретение опыта и его анализ, группа приобретает не только знания по различным экологическим вопросам, но научается (а зачастую и сама вырабатывает) конкретным способам, методам, технологиям решения тех или иных экологических проблем. Кроме того, такое интерактивное обучение комплексно воздействует на человека, и он уже не просто знает и умеет, он еще и хочет заниматься экологической деятельностью.

2.4 Экологическое образование в общеобразовательных и внешкольных учреждениях

Школьное экологическое образование это основа нового этапа развития, ответственного отношения учащихся к окружающей среде. Этому способствуют введение в учебный план общеобразовательной школы интегрированные курсы Естествознание, "Основы геоэкологии", открытие школ и классов экологического направления, организация различных видов и форм дополнительного образования, усиление экологической направленности содержания школьных предметов, распространение экологических НПО.

Цель школьного экологического образования - воспитание граждан, обладающих экологическим мировоззрением и на этой основе осуществляющих экологически целесообразное поведение и деятельность, направленные на улучшение качества жизни.

Современное школьное экологическое образование должно решать следующие задачи:

* формирование системы знаний, необходимых для понимания сложных процессов в системе "человек-общество-техника-природа", а также системы практических навыков и умений экологического характера;

* формирование бережного отношения к природе, основанного на чувстве сопричастности и ответственности по отношению к ней;

* развитие способности к причинно-следственному анализу экологических проблем и прогнозу последствий деятельности человека.

Содержание школьного и внешкольного экологического образования. Исходя из того, что экология - сложная междисциплинарная область знаний. Экологическое образование должно раскрывать все аспекты взаимодействия компонентов системы "человек-общество-техника-природа", включая экологический, экономический, социальный, институциональный.

Взаимосвязь данных аспектов полно и целостно проявляется в экологических проблемах локального, регионального и глобального уровней. Соответственно, в содержании экологического образования должны найти отражение экологические проблемы и пути их решения.

Каждый цикл учебных предметов должен вносить свой вклад в раскрытие взаимосвязи всех аспектов экологического образования. Содержание школьного экологического образования должно определяться с учетом национальных традиций, возрастных особенностей и реализовываться по направлениям классной, внеклассной, внешкольной деятельности.

В процессе внешкольного (дополнительного) образования совершенствуются формы и методы работы с детьми, родителями, взаимодействия с общественными организациями; создаются условия для самореализации творческого потенциала личности, гибко реагирующей на изменение в потребностях и запросах подростков; реализуется принцип самоуправления, сотрудничества детей и взрослых. Потенциал дополнительного образования в экологическом воспитании велик т.к. он обеспечивает тесную взаимосвязь воспитательных и образовательных процессов, ориентацию на усвоение учебного материала по внеклассовой и внешкольной работе.

Существующие рамки урока не позволяют педагогу внедрить в практику массового экологического образования "натуралистический" подход, полноценно развивать интеллектуальные и психоэмоциональные черты личности, готовой воспринимать экологические проблемы, способной действовать в направлении их практического решения. Эти пробелы восполняет внешкольное образование, которое нацелено на формирование экологически правильных представлений учащихся об окружающем мире и месте в нем человека.

Система дополнительного образования более гибкая и имеет большие возможности для творческого и интеллектуального развития личности. Ее преимущества перед занятиями в учебном кабинете заключается в наиболее эффективном представлении конкретных проблем окружающей среды, непосредственно затрагивающие жизнедеятельность людей.

Дополнительное образование создает условия для практического исследования окружающей среды, воспитания человека с новым типом мышления, с экологически правильным поведением. В свободное от уроков время педагоги, руководители кружков, клубов, НПО имеют большие возможности увлечь учащихся, привести их к поставленной цели: воспитанию гражданских чувств, патриотизма, ответственности, самостоятельности, развитию познавательных интересов, навыков трудолюбия, эстетической культуры, становлению активной жизненной позиции, обогащению положительным нравственным опытом.

Методы, формы и средства школьного и внешкольного экологического образования

Школьное экологическое образование предполагает активно-творческий, продуктивный тип деятельности: от дидактических игр в начальных классах, до деловых игр и поисково- практической деятельности в старших классах. Наряду с оправдавшими себя классическими методами и формами обучения, целесообразно использовать новые технологии обучения (интерактивные, компьютерные и др.). На каждой ступени образовательных учреждений необходим выбор адекватных целей и задач, содержания, комплексов форм, методов и средств образования, важно обеспечить их преемственность. Приоритетны практическая, самостоятельная, созидающая, учебно-воспитательная деятельность, включая элементы учебно-исследовательской работы.

Экологические знания сложны по составу и структуре, поэтому для их усвоения и применения необходимы разнообразные формы деятельности.

Пути достижения цели школьного и внешкольного экологического образования

Для достижения цели, необходимо следующее:

* разработать и утвердить государственный стандарт по школьному экологическому образованию и механизмы его реализации;

* разработать и издать учебные программы, учебники и пособия для учителей и учащихся по экологическому образованию, а также научно-методической литературы, плакатов, буклетов, листовок и т.д.;

* соблюдать принцип экологизации содержания учебных дисциплин школ и внешкольных учреждений;

* организовать курсы переподготовки и повышения квалификации учителей школ и работников внешкольных учреждений по направлению экологического образования;

* включить в функционал Республиканского детско-юношеского центра экологии, краеведения и туризма координацию межсекторального взаимодействия и сотрудничества с государственными, общественными, международными организациями, СМИ по обобщению и распространению передового педагогического опыта;

* активизировать деятельность внешкольных учреждений, способствовать развитию сети школьных экологических лагерей и профильных заездов в детские оздоровительные учреждения;

* внедрять в практику экологическое проектирование, участие в экологических акциях, десантах, экскурсиях, походах.

3. роль КУРСА ФИЗИКИ В ИЗУЧЕНИИ ОСНОВ ЭКОЛОГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

3.1 Роль курса физики в изучении основ экологии

Из анализа экологических факторов следует, что многие из них (температура, влажность, освещенность и др.) являются физическими величинами и понятиями, что и определяет важность физических знаний для решения экологических проблем. Можно выделить основные физические факторы и параметры природной среды, с которыми желательно ознакомить учащихся в курсе физики с целью их экологического образования.

К ним относятся: сила тяжести (ускорение свободного падения), давление, температура, теплоемкость и удельная теплоемкость, влажность воздуха (абсолютная и относительная), поверхностное натяжение жидкости, электрическое поле (напряженность, потенциал), магнитное поле (магнитная индукция), вибрация (частота, интенсивность), звук (амплитуда, частота, интенсивность), электромагнитное излучение различных частот: низкочастотное, радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское (длина волны, плотность потока электромагнитного излучения), радиоактивность (энергия излучения, период полураспада, доза излучения).

Следует остановиться на таких моментах: что обрабатывается (материалы), чем обрабатывается (энергия), как обрабатывается (технология). Следовательно, в курсе физики могут быть раскрыты такие важные в экологическом отношении вопросы, как:

1) рациональное использование энергетических ресурсов: нефти, газа, угля, торфа и др.;

2) наиболее выгодные и безопасные для окружающей среды способы применения механической, внутренней, электрической и атомной энергии;

3) рациональное использование сырьевых ресурсов: водных, земельных, полезных ископаемых и пр.

Современная программа курса физики позволяет, знакомя учащихся с рядом вопросов энергетики, электрификации, механизации и автоматизации народного хозяйства, сообщать им политехнические знания экологического характера. При изучении курса физики можно в яркой и доступной для учащихся форме давать материалы экологического содержания. При этом особое внимание должно быть уделено выяснению экологичности принципов действия различных технических и энергетических устройств, анализу положительных и отрицательных экологических ситуаций, которые они создают или обостряют. Для систематического изучения вопросов экологии предлагается программа (таблица 4).

Таблица 4- Вопросы экологии на уроках физики

Вопрос курса физики	Экологический материал (краткий обзор)
7 класс Физические явления. Физика и техника. Молекулы. Диффузия. Три состояния вещества. Притяжение и отталкивание молекул. Инерция. Явления тяготения. Сила тяжести. Сила, возникающая при деформации тел. Сила трения. Давление твердых тел. Давление в газе и в жидкости. Сообщающиеся сосуды. Шлюзы. Водопровод. Атмосферное давление. Атмосферное давление на различных высотах. Насосы. Архимедова сила. Условия плавания тел. Плавание судов. Воздухоплавание. Плавание судов.	Круговорот веществ в природе и промышленном производстве. Проблема утилизации отходов. Влияние хозяйственной деятельности на окружающую среду. Взаимосвязь природы и человечества. Распространение вредных веществ, выброшенных промышленными предприятиями, путем диффузии; опасность неправильного применения и хранения минеральных удобрений; защита атмосферы, воды и почвы от загрязнений. Круговорот воды в природе; загрязнение атмосферы различными примесями и его последствия. Несмачиваемость оперения водоплавающих птиц водой и смачивание его нефтью. Очистка воздуха от загрязнения при помощи инерционного газового фильтра. Выпадение вредных частиц пыли и дыма из атмосферы на землю и его возможные последствия. Деформация плодородного слоя почвы тяжелыми сельскохозяйственными машинами. Вред от посыпания наледи песчано-солевой смесью (гибель придорожной растительности, разъедание автомобильных шин, обуви, коррозия трубопроводов). Давление на почву тракторов (тяжелых типа К-700 и легких колесных). Единый мировой воздушный и водный океаны; ветры и течения, перенос загрязнения воздушными и водными путями. Оросительные и осушительные системы, их влияние на микроклимат; нарушение природного равновесия при строительстве каналов; последствия „поворота рек”; уменьшение запасов пресной воды на земле; необходимость ее экономии. Атмосфера - часть жизненной среды; источники и состав ее загрязнения; изменение состава атмосферы под действием антропогенного фактора (на примере конкретных производств). „Озоновая дыра” и ее последствия. Рассеивание выбросов в верхних слоях атмосферы. Особенности распространения выбросов при циклонах и антициклонах. Охрана атмосферного воздуха от загрязнений. Орошение земель, рациональное использование воды. Образование нефтяной пленки на поверхности воды. Способы ее уничтожения. Экологические аспекты сплава древесины по рекам. Судоходство и связанные с ним вопросы охраны воды. Влияние воздушного транспорта на состав атмосферы. Охрана воздуха. Экологически пагубные последствия судоходства: разрушение берегов, оглушение рыбы, загрязнение водоемов и др. Экологические катастрофы, обусловленные авариями
Воздухоплавание. Работа и мощность. Энергия рек и ветра. 8 класс Теплопередача и работа. Конвекция.Водяное отопление. Излучение Удельная теплоемкость веществ. Теплота сгорания топлива. Изменение агрегатных состояний вещества. Плавление и отвердевание. Испарение и конденсация. Холодильник. Тепловые двигатели. ДВС. Паровая турбина.	нефтяных танкеров. Разрушение озонового слоя атмосферы. Экономическая не эффективность и экологический вред сельскохозяйственной авиации. Использование аэростатов. Мощность, КПД и экологическая безопасность различных механизмов. Перспективы использования безотходных и возобновляемых источников энергии. Рациональное использование энергии рек и ветра. Связь прогресса человеческой цивилизации с энергопотреблением. Роль различных видов теплопередачи в природных процессах. Влияние загрязнения среды на климат Земли. Применение теплоизоляционных материалов. Роль конвекции в процессах, происходящих в атмосфере и в океане. Образование конвекционных потоков в промышленных зонах. Механизм рассеивания выбросов с помощью высоких труб. Особенности рассеивания при циклонах и антициклонах. Нарушение конвекции в случае ядерной войны и наступление „ядерной зимы”; экологические последствия этого. Самоочищение атмосферы. Экологические проблемы водяного отопления (загрязнения от ТЭЦ). Теплоизоляция в быту и технике как метод сбережения энергоресурсов. „Парниковый эффект” на Земле и возможные последствия его усиления. Нарушение природно-климатических условий при осушении естественных и создании искусственных. Ограниченность запасов органического топлива. Загрязнение атмосферы продуктами его сгорания. Сравнение ценности и экологической безвредности различных видов топлива; экологически чистый источник энергии - сгорание водорода с образованием воды. Круговорот воды в природе. Испарение с поверхностей морей и океанов и его влияние на климат Земли. Осадки и их значение. Тепловой баланс Земли и причины возможного его нарушения. Влияние засоленности воды на температуру льдообразования. Экологические последствия литейного производства. Образование кислотных дождей. Опасность для жизни на Земле фреона, аммиака и SО2. Загрязнение окружающей среды выбросами в атмосферу и сточными водами. Кислотные дожди. Разрушение архитектурных сооружений. Меры снижения вредных выбросов. Контроль за выхлопными газами. Сравнение тепловых двигателей по их экологичности. Совершенствование тепловых двигателей с целью охраны природы: переход от твердого и жидкого топлива на газообразное. Замена на транспорте тепловых двигателей электрическими.
Электрическое поле. Гальванические элементы и аккумуляторы. Сила тока. Электрическое напряжение. Сопротивление проводников. Магнитное поле. Постоянные магниты. Электродвигатели. Электрификация и охрана природы. Световые явления. 9 класс Инертность тел. Масса. Движение тел по окружности. Сила тяжести. Вес тела, движущегося с ускорением. Перегрузки и невесомость. Движение ИСЗ. Закон сохранения импульса. Реактивный двигатель. Энергия.	Влияние статического электричества на биологические объекты. Электростимулирование жизнедеятельности семян и растений. Борьба с электризацией в жилых помещениях. Очистка воздуха электроразрядом. Необходимость осторожного обращения с гальваническими элементами и аккумуляторами. Проблема их захоронения. Ценность применения фотоэлементов и термоэлементов, солнечных батарей и термоэлектрогенераторов с точки зрения охраны природы. Действие электрического тока и их использование в целях защиты окружающей среды. Лечение током и защита от него. Влияние магнитного поля на биологические объекты. Понятие о магнитобиологии (воздействие на организм магнитных бурь, магнитных браслетов, ориентация птиц в магнитном поле и др.). Экологические аспекты добычи железной руды открытым способом. Образование завалов, их последующая переработка. Перспективы развития электротранспорта, его преимущества. Экологические проблемы получения и передачи электроэнергии. Вредные последствия работы ТЭС, ГЭС, АЭС. Тенденция развития альтернативных способов выработки электроэнергии (термальные, приливные и ветроэлектростанции). Изменение прозрачности атмосферы под действием антропогенного фактора, его экологические последствия. Создание очистных устройств. Инерционные пылеуловители. Пылеуловитель „Циклон”. Значение механических процессов, протекающих в биосфере. Сила тяжести и ускорение свободного падения - важные физические параметры природной сферы. Борьба с загрязнением воды (применение отстойников). Использование ИСЗ для глобального изучения влияния производственной деятельности людей на природу нашей планеты, для удаления радиоактивных отходов ядерной энергетики. Физические процессы, сопровождающие работу реактивного двигателя и загрязняющие окружающую среду (выброс газов, нагревание, шум и пр.). Роль космических аппаратов в контроле за состоянием атмосферы. Обнаружение с помощью космической техники грозных явлений природы (ураганов, пожаров, извержения вулканов и т.п.). Развитие космической техники и технологии. Охрана космоса. Гидроэнергетические ресурсы России. Экологические проблемы использования энергии рек (потеря плодородных земель, заболачивание местности, изменение климата и т.д.).
Потенциальная и кинетическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии. Мощность. Закон Бернулли. Механические колебания. Звуковые явления. Резонанс. Механика и механизация народного хозяйства. 10 класс Основы молекулярно-кинетической теории. Газовые законы. Температура и способы ее измерения. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления. Физика твердого тела. Основы термодинамики.	Экологичность аэро- и гидроэнергии. Рациональное исполь зование гидроресурсов. Экологические требования к ГЭС. Перспективы развития гидроэнергетики. Достоинства и недостатки ветроустановок; перспективы их использования. Влияние звуковых волн на биологические объекты. Шум, борьба с ним. Вредное влияние вибрации на человеческий организм. Пути и последствия механизации народного хозяйства. Борьба с технической, водной и ветровой эрозией почвы. Распространение различных веществ в атмосфере путем диффузии. Зависимость степени загрязненности атмосферного воздуха от высоты. Состав атмосферы; воздействие на него производственной деятельности людей. „Дыхание” почвы и ее связь с загрязнением атмосферы. Температура как главный экологический фактор. Влияние изменения температуры на сбалансированность обмена веществ в организмах. Токсичность некоторых газов и их „устойчивость” в атмосфере. Значение влажности воздуха и ее влияние на биологические системы. Совместное действие температуры и влажности на живые организмы. Влияние загрязненности атмосферы на конденсацию пара в ней. Борьба с градом. Физические основы засоления почвы и перспективные способы борьбы с ним. Загрязнение поверхности водоемов, приводящие к уменьшению испарения воды (и, следовательно, осадков). Использование явления смачивания для очищения жидкостей от примесей. Структура почвы, причины ее нарушения и меры их предупреждения. Капиллярные явления в почве и растительном мире. Охрана почвы и воды, их рациональное использование. Засорение окружающей среды отработанными материалами с заданными свойствами (пластмассы, полиэтилен). Диапазон температур в природе, влияние температуры на биосферу. Тепловые двигатели - косвенные источники загрязнения атмосферы. Состав и токсичность выхлопных газов, зависимость их количества от мощности двигателя; тепловой баланс Земли и влияние его на климат. Защита воздуха от загрязнения.
Электрическое поле. Магнитное поле. Магнитные свойства вещества. Электрический ток в растворах и расплавах электролитов. Электролиз. Электрический ток в газах. Электрический ток в полупроводниках. 11 класс Производство, передача и использование электрической энергии. Успехи и перспективы развития электроэнергетики. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Спектры поглощения. Электромагнитные излучения различных диапазонов длин волн. Отражение света. Состав ядра атома. Испускание и поглощение света атомом. Спектральный анализ. Радиоактивность.	Атмосферное электричество, его проявление и влияние на человека. Электрическое поле электроприборов. Магнитное поле Земли и приспособление к нему организмов. „Магнитная” очистка воды от примесей - магнитная сепарация. Очистка воды от загрязнения при электролизе (электрофлота ционный метод очистки). Метод определения засоленности почв и грунтовых вод по их электропроводности. Принцип действия электрофильтровальных очистных сооружений. Экологические аспекты электролитического производства. Ионизация атмосферного воздуха. Биологическое действие легких и тяжелых ионов. Понятие об электрофильтрах. Экологические преобразователи энергии. Плазменный МГД - генератор. Электрические преобразователи внутренней и световой энергии в электрическую (полупроводниковые приборы). Использование энергии Солнца. Загрязнение атмосферы ТЭС. Меры защиты окружающей среды от теплового и химического загрязнения. Биологическое воздействие электромагнитных волн сверхвысокой частоты и защиты от них. Влияние загрязнения атмосферы на изменение спектрального состава солнечного света у поверхности Земли. „Парниковый эффект”. „Парниковый эффект”. Биологическое действие ультрафиолетового, инфракрасного, рентгеновского излучений и защита от них. Различие в отражательной способности разных поверхностей с экологической точки зрения. Естественные радиоактивные элементы. Естественный радиоактивный фон и его действие на живую природу. Круговорот радиоактивных элементов в природе и влияние его на живые системы. Физиологические действия нейтронов и способы защиты от нейтронного излучения. Применение спектрального анализа для контроля за состоянием окружающей среды. Загрязнение биосферы от ядерных взрывов. Производство атомной энергии. Солнечные батареи для энергетических целей. Проблемы „захоронения” радиоактивных отходов АЭС. Техника безопасности на ядерных установках.
Ядерная энергетика. Радиация и биосфера. Изотопы. Доза излучения.	Воздействие радиоактивного загрязнения на организм человека. Радиоактивное загрязнение природных сред. Существование долгоживущих радиоактивных изотопов. Радиоактивное излучение - наличие радиоактивных веществ в количествах, превышающих уровень естественного фона. Новые виды оружия. Научно-технический прогресс в народном хозяйстве.

3.2 Включение элементов экологии и энергосбережения в курс физики

Поскольку многие вопросы охраны окружающей среды соответствуют содержанию и специфики школьного курса физики, их целесообразно рассматривать именно на уроках этого предмета, чтобы учащиеся осознали необходимость знания физики для понимания природных процессов и их изменений под влиянием человеческой деятельности.

Затянувшееся потребительское отношение человека к природе привело к истощению природных ресурсов, а научно-техническая революция и вмешательство человека в природные процессы в результате хозяйственной деятельности нарушают равновесие в природе, обусловливают такие экологические сдвиги, которые могут оказываться необратимыми. В связи с этим экологические и энергосберегающие проблемы приобрели общечеловеческое социально-политическое значение. Поэтому, подобно тому, как ныне говорят о второй - компьютерной грамотности, можно утверждать, что каждый человек должен быть грамотным и в экологических вопросах, а также быть экологически воспитанным.

Для учителя физики экологическое и энергосберегающее образование и воспитание учеников - дело естественное, ведь он преподает ту науку, которая изучает и устанавливает общие законы природы, т.е. законы окружающей среды. Учитель физики может рассматривать вопросы экологии и энергосбережения как фундаментального, так и прикладного, политехнического характера, а руководствуясь законами диалектики, рассказывать не только о пользе тех или иных физических явлениях, но и об их вредном влиянии на окружающую среду при производственной деятельности человека.

3.3 Особенности преподавания физики при формировании экологического мировоззрения

Формировать у молодёжи современные научные взгляды на экологические проблемы, понимание их значимости в условиях стремительно развивающегося в мире научно-технического прогресса, показывать научно-обоснованные способы уменьшения вредного воздействия хозяйственной деятельности человека на природу, призвано преподавание школьных естественнонаучных дисциплин, в частности физики.

Необходимо обращать внимание учеников на вопросы рационального природопользования, воспитывая у них чувство ответственности перед природой.

На каком экологическом материале и при изучении, каких физических вопросов это можно сделать, покажу в виде таблицы 5.

Таблица 5- Формирование экологического мировоззрения

Вопрос курса физики	Экологический материал	Форма изложения (межпредметная связь).
Конвекция в природе и технике.	VIII класс. Образование конвекционных потоков в промышленных зонах. Механизм рассеивания выбросов с помощью высоких труб.	Рассказы учителя, беседа. (География).
Водяное отопление.	Экологические проблемы водяного отопления (загрязнения ТЭЦ). Тепло изоляция в быту и технике, как метод сбережения энергоресурсов.	Беседа, доклады учащихся.
Излучение.	“Парниковый эффект” на Земле и возможные последствия его усиления.	Доклады учащихся (География)
Удельная теплоёмкость вещества.	Нарушение природно-климатических условий при осушении природных водоёмов и создании искусственных.	Решение качественных задач. (природоведение)
Теплота сгорания топлива.	Сравнение ценности и экологической безвредности различных видов топлива. Необходимость перевода автотранспорта на газовое топливо и электродвигатели.	Беседа, решение задач.
Плавление и отвердевание.	Влияние засоленности воды на температуру льдообразования. Экологические аспекты литейного производства.	Рассказ учителя. (Химия)
Испарение, конденсация.	Образование кислотных дождей.	Беседа. (Химия)
Тепловые двигатели. ДВС. Паровая турбина.	Загрязнение окружающей среды выбросами в атмосферу и сточными водами. Кислотные дожди. Разрушение Архитектурных сооружений. Меры снижения вредных выбросов. Контроль за выхлопными газами.	Доклады учащихся. (Труд, химия)
Электрическое поле.	Влияние электричества на биологические объекты. Электростимулирование жизнедеятельности семян и растений. Очистка воздуха электроразрядом.	Рассказ учителя.
Гальванические элементы,аккумуляторы.	Необходимость осторожного обращения с гальваническими элементами и аккумуляторами. Проблема их захоронения.	Рассказ учителя. (Труд, химия)
Электрический ток в растворах электролитов.	Метод определения засоленности почв и грунтовых вод, по их электропровод-ности. Экологические аспекты электро-литического производства.	Беседа, доклады учащихся. (Химия)
Магнитное поле.	Влияние магнитного поля на биологи- ческие объекты. Воздействие на организм магнитных бурь, магнитных браслетов.	Лекция.
Постоянные магниты.	Экологические аспекты добычи железной руды открытым способом.	Доклады учащихся.
Электродвигатель.	Перспективы развития электротранспорта, его преимущества.	Доклады учащихся.
Электрификация.	Экологические проблемы получения и передачи электроэнергии. Воздействие на окружающую среду электростанций, различных типов (ТЭС, ГЭС, АЭС).	Доклады учащихся. (география)
Световые явления.	Изменение прозрачности атмосферы под воздействием антропогенного фактора, его экологические последствия.	Рассказ, беседа.

Изучаемые на уроках физики законы, явления и объекты природы, основные направления научно-технического прогресса необходимо рассматривать во взаимосвязи с экологическими проблемами. Это позволяет сделать и решение задач. Приведу ряд задач, которые предназначены для коллективного решения в классе под руководством учителя.

Их обсуждение вызывает полезные дискуссии и даёт возможность ввести учеников в круг проблем, обогащающих их представления о природе.

Тема: “Теплопроводность”.

Что для земледелия экономически “выгоднее” - многоснежная или малоснежная зима?

(Многоснежная - так как снег укрывает озимые посевы от вымерзания, и при таянии весной хорошо увлажняет почву.)

Тема: “Испарения”.

Питьевой воды на Земле во многих местах не хватает. Её приходится получать из морской воды либо выпариванием, либо вымораживанием. Какой способ выгоднее?

(Зимой - вымораживание, летом - выпаривание.)

Тема: “Испарения”.

На одном из заводов для охлаждения стали требовалось 340 м? воды. Попробовали охлаждать кипятком - расход воды уменьшился в 22 раза. Почему?

(Кипяток, превращаясь в пар, интенсивнее отнимет теплоту стали.)

Тема: “Конвекция”.

В цехе завода должен быть всегда свежий воздух. Где нужно установить вытяжной вентилятор: ближе к полу или к потолку, если в цехе возможно скопление водяного пара, хлора, аммиака?

(Вытяжной вентилятор устанавливается в зависимости от плотности вещества: для пара и аммиака ближе к потолку, для хлора - ближе к полу.)

Тема: “Излучение”.

Стекло, хорошо пропуская видимый свет, не пропускает тепловое излучение. Объясните на основе этого устройство парников и теплиц.

(Стеклянное покрытие парника,“пропуская” солнечный свет, не “выпускает” из него внутреннюю энергию в виде теплового излучения. Возникает так называемый “парниковый эффект”, благоприятный для растений, обеспечивающий или свет или тепло.)

Тема: “Горючее топливо”.

Сколько кубометров газа выделяет в гроде, загрязняя среду автомобиль - такси, израсходовав за день 20 кг бензина?

Плотность газа при температуре 0° С, равна 0,002 кг/м?

Сейчас на улицах городов появились автомобили “на водороде”. Каковы преимущества этого горючего?

(Водород дешевле- добывается из воды, которой на Земле много, при сгорании не дает ядовитых отходов.)

Тема: “Электрическая цепь”.

Прилипание мокрого снега к проводам электропередачи может привести к обрыву, что создаёт опасность для жизни? Можно ли быстро избавиться от прилипшего снега?

(Можно, пропустив кратковременно по проводу сильный ток, который расплавит снег.)

Поскольку на уроках физики большое внимание уделяется решению задач, я считаю целесообразным обогащать не только экологическим содержанием, условия решения физических задач, но и привлекать ребят к обсуждению обычных (типовых) задач, связанных с условием экологических проблем. Например, таких как, рациональное использование природных ресурсов, экологизация транспорта.

Приведу пример подобного обсуждения задач по физике.

Условие:

Сколько кубических литров светильного газа нужно сжечь, чтобы повысить температуру 150 л воды от 10 до 95 С°. Теплота сгорания светильного газа

178,1 кДж/м?, КПД нагревателя 25%.

Решение: Состав уравнения теплового баланса:

выражаем искомый объём светильного газа в виде формулы:

------------------ и подвергаем её анализу.

Отмечаем, что если бы КПД (?) или теплота сгорания топлива (q) был в 2 раза больше, то для нагревания воды газа потребовалось бы в 2 раза меньше. Но при уменьшении затрат топлива на достижение того же полезного эффекта уменьшается и вред для природы, связанный с выбросом в окружающую среду продуктов сгорания топлива и с добычей топлива. Следовательно, для защиты природы важно учитываться КПД тепловых установок и пользоваться эффективно сгорающим топливом, дающим как можно меньше вредных продуктов сгорания. В этом и заключается в общем случае, основы рационального использования природных энергетических ресурсов.

Условие:

Длина взлётной полосы на аэродроме 675 м. Каково ускорение самолёта, если он, двигаясь по ней равноускоренно, взлетел через 1,5 с после старта? Какова скорость самолёта?

Решение:

ученики получают ускорение, а = 6 м/с?

скорость, v = 90 м/с.

Обращаю их внимание на то, что движение массивного самолёта с таким ускорением требует, чтобы его двигатели развивали при взлёте большую мощность, а это определяет значительный расход энергии (горючего). Таким образом, авиация, обладая многими преимуществами по сравнению с другими средствами, не лишена, тем не менее, главного недостатка: она тоже загрязняет атмосферу. Так, в результате сжигания в двигателях самолёта, бензина в воздух попадает более 200 химических соединений, часть из которых вредны.

Среди них например, сернистый ангидрит, который, соединяясь с атмосферной влагой, образует сернистую и серную кислоты, выпадающие затем на землю вместе с осадками

(“кислотные дожди”), что представляет большую опасность для природы нашей планеты.

Можно отметить тот факт, что самолёты издают интенсивный шум, особенно при взлёте и посадке, что тоже является отрицательным экологическим фактором.

Формирование экологического мировоззрения можно осуществлять не только непосредственно на уроках физики, но это могут делать учащиеся и самостоятельно, в процессе написания рефератов, докладов. Приведу пример одного из возможных рефератов, раскрывающих экологические проблемы и связанных с изучением материала физики 8 класса “Тепловые явления”.

Тема: “Влияние тепловых двигателей на окружающую природу”.

План:

1. Повышение температуры на Земле, вследствие работы ДВС и ТЭС.